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#Tendances produits
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Impression 3D d'un composite diamant
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Le matériau super dur de Sandvik Additive Manufacturing peut être imprimé en 3D dans des formes très complexes, ce qui change la façon dont l'industrie utilise le matériau naturel le plus dur sur la planète.
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Sandvik Additive Manufacturing a créé le tout premier composite diamanté imprimé en 3D et même si ce diamant ne brille pas, il brille pour une large gamme d'utilisations industrielles.
Le diamant est un composant clé d'une large gamme d'outils résistant à l'usure dans l'industrie, de l'extraction minière et du forage à l'usinage et aux implants médicaux. Depuis 1953, il est possible de produire du diamant synthétique, mais comme il est si dur et compliqué à usiner, il est presque impossible de former des formes complexes.
Aujourd'hui, la production de matériaux diamant super durs n'a permis de former que quelques configurations géométriques simples. En utilisant la fabrication additive (AM) et une méthode de post-traitement sur mesure et brevetée, Sandvik a réussi à imprimer en 3D des composites diamantés qui peuvent être formés dans presque toutes les formes.
La différence entre le diamant Sandvik et le diamant naturel ou synthétique est que le diamant Sandvik est un matériau composite. La plus grande partie du matériau est du diamant, mais pour qu'il soit imprimable et dense, il doit être cimenté dans un matériau à matrice très dure, en conservant les propriétés physiques les plus importantes du diamant pur.
D'énormes opportunités
Grâce à l'utilisation de la technologie AM de Sandvik, les composants diamantés peuvent maintenant être créés prêts à l'emploi, dans des formes très complexes, sans avoir besoin d'usinage supplémentaire. Cela ouvre la possibilité de l'utiliser dans des applications qui étaient auparavant considérées comme impossibles.
"Historiquement, l'impression 3D sur diamant était quelque chose qu'aucun d'entre nous n'imaginait réalisable ", explique Anders Ohlsson, responsable des livraisons chez Sandvik Additive Manufacturing. "Même maintenant, nous commençons à peine à saisir les possibilités et les applications que cette percée pourrait avoir. En voyant son potentiel, nous avons commencé à nous demander ce qu'il serait possible d'obtenir d'autre en imprimant en 3D des formes complexes dans un matériau trois fois plus rigide que l'acier, avec une conductivité thermique supérieure à celle du cuivre, une dilatation thermique proche d'Invar - et une densité proche de l'aluminium. Ces avantages nous font croire que vous verrez ce composite diamanté dans de nouvelles applications industrielles de pointe allant des pièces d'usure aux programmes spatiaux, dans quelques années à peine."
Le procédé d'impression 3D
"Le procédé de fabrication des additifs utilisé est très avancé ", explique Mikael Schuisky, responsable de la R&D et des opérations chez Sandvik Additive Manufacturing. "Nous imprimons dans une suspension constituée de poudre de diamant et de polymère en utilisant une méthode appelée stéréolithographie, où des pièces complexes sont produites, couche par couche, en utilisant la lumière ultraviolette."
L'étape après l'impression 3D est cependant encore plus exigeante. C'est là que Sandvik a développé une méthode de post-traitement sur mesure et brevetée permettant d'obtenir les propriétés exactes du composite diamant super dur.
"Cette étape était extrêmement compliquée. Cependant, après de nombreux efforts de R&D et plusieurs essais, nous avons réussi à prendre le contrôle du procédé et à réaliser le premier composite diamanté imprimé en 3D. C'était incroyable de voir ce que nous pouvons réaliser lorsque nous combinons l'expertise de pointe de Sandvik dans la technologie des matériaux avec nos fortes capacités dans la fabrication d'additifs et le post-traitement," commente Schuisky. "Nous avons certains des plus grands experts mondiaux en matière de matériaux et de fabrication d'additifs, ce qui, dans un cas comme celui-ci, peut profiter à de nombreuses industries dans le monde entier et permettre l'utilisation du diamant dans des applications et des formes jamais imaginées auparavant"
"Plutôt que de chercher à développer des matériaux complètement nouveaux, la grande poussée de l'industrie implique aujourd'hui une restructuration souvent radicale des matériaux existants ", note Annika Borgenstam, professeur au Département de science et d'ingénierie des matériaux du KTH Royal Institute of Technology à Stockholm.
"L'utilisation de nouveaux procédés révolutionnaires tels que la fabrication d'additifs nous ouvrira de toutes nouvelles possibilités d'utiliser les mêmes types de matériaux que nous avons aujourd'hui, en construisant les propriétés dont nous avons besoin."